为了解决光纤布拉格光栅制作中波长控制的问题，提高已有方案的精度，提出了一种基于相位掩模法刻写布拉格光栅过程中拉力调节和紫外光补偿的光栅刻写波长两步控制法。在光纤两端悬挂砝码调节其所受拉力，使刻写光栅的中心波长略小于目标波长。使用功率均匀的紫外光对光栅整体进行照射，补偿光栅中心波长到目标波长的差距。该方案控制下，光栅中心波长控制误差在±5 pm以内，且对原平台改造小，不会破坏刻栅平台稳定性。实验证明1 cm长的切趾布拉格光栅反射率可达到30 dB以上。相比已有的应力控制方法，该方法具有控制精度高、平台改动小、系统稳定性好的优点。

详细分析了隐蔽式无线光通信系统的特点，为提高对准精度，采用分光镜和光学透镜组设计实现了一种收发一体式光收发机，从而保证发射光束和接收光束光轴的重合；采用微变形镜和角锥反射器，设计了一种新的调制回复反射器。实验结果表明：系统的传输速率为120 kb/s，误码率为1.33×10-7，视场角为21°，符合实际应用的要求。

为了提高面向网格服务的光网络资源描述的准确度，并尽可能地减少存储和洪泛的数据量，提出了一种光网络资源数据定义方式，利用光网络资源数据库描述包中的多维矩阵，准确、高效地描述了光网络资源中网络的连接关系、链路资源、节点资源以及目前占用情况等资源信息。计算表明该方式占用空间小，表示信息全面简单灵活，能够为资源自动发现、服务预约和资源分配提供准确的数据依据。

为了研究高功率光纤放大器的工作特性,采用两级光纤放大器对整形脉冲进行放大,得到放大后的脉冲能量为10μJ、峰值功率为2.4kW。发现当抽运功率高于1.4W时,输出功率变得很不稳定,甚至出现了能量很高的巨脉冲。模拟了掺Yb³⁺大模场光纤放大器,模拟结果与实验结果吻合较好。结果表明,信号光峰值功率放大到几千瓦时尚未饱和,光纤内仍有很多剩余储能,重新对放大器的设计进行优化,可以获得更高的能量。

根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。

脉冲堆积技术是高功率激光系统中产生任意种子脉冲的方案之一。该方案利用大啁啾光纤布拉格光栅的宽带特性来展宽宽带短脉冲,以满足脉冲堆积组件的需求。利用传输矩阵法模拟了大啁啾宽带光纤布拉格光栅的反射谱、时延曲线等特性。研究发现,光纤光栅的啁啾因子决定了色散量以及带宽的大小,但增加色散量的代价是降低了光纤光栅的带宽[光栅长度越长,反射带宽明显增加,但色散量变化不大。研究结果对高功率前端系统的设计具有一定的指导意义。

光纤技术为惯性约束聚变激光驱动器前端系统提供了许多便利, 如便于分路、鲁棒性和稳定性。提出了一套全光纤前端的方案来适应未来高能拍瓦激光装置对种子源的需求。实验研究了这套用于产生高能短脉冲激光的光纤前端系统的啁啾脉冲展宽与放大特性。采用锁模振荡器的相位锁定信号作为系统的参考时钟, 将各级光开关器件进行同步。系统采用波导幅度调制器来选取需要的信号重复频率, 并用声光调制器(AOM)对放大器级间放大自发辐射(ASE)光进行抑制。通过大模场光纤放大器后系统输出啁啾脉冲峰值功率4.1 kW, 脉宽760 ps, 输出脉冲稳定。鲁棒性、高可靠性和使用便捷的优点使这套前端系统为高能拍瓦激光装置提供了一种可选择的种子脉冲产生方式。

基于高功率激光系统前端全光纤脉冲整形系统输出的脉冲特性，以两路脉冲堆积为例，理论分析并讨论了光纤中群速度色散的作用，提出了分离距离的概念，得出了整形脉冲时间调制周期、瞬时频率，以及初始啁啾对脉冲波形影响的解析结果。数值模拟了脉冲波形、瞬时频率在正、负色散光纤中随时间的变化特性，以及时间调制周期与传输距离之间的关系。结果表明，堆积脉冲不同位置瞬时频率变化不同；脉冲时间调制周期与时延和初始啁啾以及色散符号有关。

合作发光效应、热效应以及非线性效应限制了单根掺Yb³⁺光纤激光器输出功率的进一步提高。根据能级间的吸收与辐射，分析了掺Yb³⁺双包层光纤中的合作发光效应，分析表明，随着Yb³⁺的掺杂浓度的增大，光纤中合作发光增强，抽运光越强，合作发光也越强。实验研究了输出功率61．6W，斜率效率为55%的双端抽运的掺Yb³⁺双包层光纤激光器的合作发光效应，研究表明，随着抽运光功率的增大，合作发光强度增强，掺杂浓度越大，光纤中合作发光效应也越强。这一结果有利于进一步提高掺Yb³⁺光纤激光器的效率。

基于广义非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶法数值模拟了超高斯时间分布的飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输特性.结果表明:超高斯脉冲比高斯脉冲在更短距离内形成孤子衰变,而且出现比强孤子功率稍低的次峰,孤子自频移更显著;另外,三阶色散会导致脉冲波形及频谱不对称,出现精细结构,并且有形成孤子的趋势;脉冲内拉曼散射对脉冲有平滑作用;自陡改变了主峰与次峰之间的能量分配.